[論文レビュー] On Quantum Mechanics

Carlo Rovelli|ArXiv.org|Mar 2, 1994

Quantum Mechanics and Applications参考文献 1被引用数 62

ひとこと要約

ロヴェッリは、物理的系間の情報理論的相関に基づく3つの物理的仮説から形式的体系を導出することで、量子力学の関係的解釈を提唱する。観測者に依存しない状態の概念を、観測者に依存する関係的記述に置き換えることで、解釈的パラドックスが解消され、異なる観測者が同一の量子事象について一貫性はあるが異なる記述を提供できることを示す。確率は観測者間で不変のまま保たれるが、記述内容は異なる。

ABSTRACT

We reformulate the problem of the "interpretation of quantum mechanics" as the problem of DERIVING the quantum mechanical formalism from a set of simple physical postulates. We suggest that the common unease with taking quantum mechanics as a fundamental description of nature could derive from the use of an incorrect notion, as the unease with the Lorentz transformations before Einstein derived from the notion of observer independent time. Following an an analysis of the measurement process as seen by different observers, we propose a reformulation of quantum mechanics in terms of INFORMATION THEORY. We propose three different postulates out of which the formalism of the theory can be reconstructed; these are based on the notion of information about each other that systems contain. All systems are assumed to be equivalent: no observer-observed distinction, and information is interpreted as correlation. We then suggest that the incorrect notion that generates the unease with quantum mechanichs is the notion of OBSERVER INDEPENDENT state of a system.

研究の動機と目的

• 量子力学における長年の解釈的不満を、その基礎的概念を再考することで解消すること。
• 観測者に依存しない状態の概念を、関係的で情報に基づく枠組みに置き換えること。
• 物理的系間の相関に基づく、単純で物理的動機づけのある仮説から、量子力学の形式的体系を導出すること。
• 異なる観測者が同一の量子事象について一貫性はあるが異なる記述を提供できることを示すこと。矛盾は生じない。
• コペンハーゲン解釈、多世界解釈、一貫した歴史といった既存の解釈を統合的・補完的に統合する基礎を提供すること。

提案手法

• 物理的系間の情報理論的相関に基づく3つの物理的仮説を提示し、観測者と観測対象の区別を設けない。
• 量子系を、性質が相互作用や相関を通じてのみ定義される関係的実体としてモデル化する。
• 量子状態が内在的性質を表すのではなく、系間の関係に関する情報であるという考えを用いる。
• 測定プロセスを複数の観測者視点から分析し、同一の出来事に対して一貫性はあるが異なる記述が可能であることを示す。
• 出来事の系列の確率が、個々の記述が異なっていても観測者に依存しないことを示す。
• 波動関数の収束や優先される観測者を避けることで、関係的仮説から量子力学の形式的体系を再構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子事象の観測者に依存する記述の物理的根拠は何か。それらはどのように一貫性を保っているのか。
• RQ2 情報と相関に関する単純で物理的動機づけのある仮説から、量子力学の形式的体系を導出可能か。
• RQ3 観測者に依存しない状態の概念が、なぜ量子力学における解釈的不満を引き起こすのか。
• RQ4 異なる観測者が同一の量子測定プロセスをどのように記述するのか。何が不変のままであるのか。
• RQ5 関係的解釈は、一貫した歴史や多世界解釈といった既存の解釈を統合的または補完的に統合可能か。

主な発見

• 観測者に依存しない状態の概念が、量子力学における解釈的不満の根本的原因であると特定された。
• 観測者が系とどのように相互作用するかに応じて、異なるが同等に妥当な記述を、同一の量子事象の系列に対して提供できる。
• 量子力学の形式的体系は、関係的情報と物理的系間の相関に基づく3つの仮説から再構築可能である。
• 出来事の系列の確率は、観測者に依存せず不変であり、一貫した歴史との整合性が確認された。
• 関係的アプローチにより、波動関数の収束や古典的性質の出現に関連するパラドックスが、絶対的状態の排除によって解消された。
• デコherenceは性質を絶対的にはしない。代わりに、一貫した歴史の選択は、系の内在的性質ではなく観測者の相互作用に依存する。